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Studio di rivestimenti idrofobici e antighiaccio per isolatori e conduttori elettrici: preparazione, caratterizzazione e comparazione di rivestimenti

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Studio di rivestimenti idrofobici e antighiaccio per isolatori e conduttori elettrici: preparazione, caratterizzazione e comparazione di rivestimenti

I rivestimenti idrofobici e anti-ghiaccio sono un possibile strumento di mitigazione del problema della formazione di manicotti di neve sui conduttori e di sporcamento degli isolatori. Lo studio approfondisce il ruolo della rugosità micrometrica superficiale e di una struttura nanometrica aciculare perl’ottenimento di superfici ad elevata idrofobicità e a bassa adesione del ghiaccio. Si conferma la superiorità delle superfici gerarchizzate nelle prestazioni anti-ghiaccio.

Il rapporto descrive le attività di ricerca condotte sui rivestimenti con funzione anti-ghiaccio per i conduttori e sui rivestimenti idrofobici per gli isolatori. I rivestimenti sono un possibile strumento di mitigazione del problema della formazione di manicotti di neve e di sporcamento degli isolatori in ambiente inquinante, nell’ambito dell’aumento della resilienza del sistema elettrico agli eventi climatici e della riduzione dell’impatto economico derivante dai disservizi e dal ripristino delle strutture. L’interesse a questo tema è testimoniato anche dalla intensa collaborazione instaurata con gli operatori di sistema e con alcuni produttori di conduttori e di vernici anti-ghiaccio e dalla notevole attività a livello internazionale.

In continuità con le attività intraprese nel triennio, la ricerca ha mantenuto un forte orientamento all’allestimento di prove in campo (presso la stazione sperimentale WILD di RSE di Vinadio (CN) e presso alcune stazioni in esercizio in località montane), studiando e migliorando quindi i processi di deposizione di coating con attenzione alla applicabilità industriale.

In particolare, in questo periodo lo studio ha approfondito il ruolo della rugosità micrometrica superficiale e di una struttura nanometrica aciculare per l’ottenimento di superfici ad elevata idrofobicità e a bassa adesione del ghiaccio.

I materiali di substrato studiati sono quelli presenti alla superficie esterna dei conduttori e delle funi di guardia (in acciaio rivestito di alluminio), cioè alluminio puro e lega Anticorodal. Sono stati eseguiti trattamenti di irrugosimento meccanico e di accrescimento di ossido nanostrutturato ed infine sono stati applicati prodotti funzionalizzanti.

Le caratterizzazioni morfologiche, chimiche e funzionali in laboratorio hanno incluso prove di adesione del ghiaccio e misure di angolo di contatto a freddo. La rugosità micrometrica è stata caratterizzata con numerosi parametri per correlarne le proprietà funzionali. Il processo di ottenimento della struttura nanometrica è stato studiato in dettaglio consentendo di individuare tempi e metodi ottimali.

I principali risultati confermano la superiorità delle superfici gerarchizzate, definite come superfici in cui sono presenti due livelli di rugosità micrometrica e nanometrica, nelle prestazioni anti-ghiaccio. Si conferma una correlazione tra le proprietà idrofobiche e quelle antighiaccio, ed in particolare con le misure di angolo di contatto eseguite a basse temperature, più vicine alle condizioni reali di impiego.

E’ proseguito lo sviluppo di coating per isolatori di vetro con l’obiettivo finale di preparare isolatori reali da esporre nelle stazioni sperimentali. È stato ricoperto un primo isolatore per verificare la fattibilità del processo di deposizione di un film idrofobico e sono state misurate le caratteristiche di idrofobicità della superficie trattata.

Sono proseguite le prove e i contatti con fornitori per valutare l’acquisto di un laboratorio di neve artificiale che consenta l’esecuzione di prove indoor durante tutto l’anno in condizioni controllatete

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